自動化生產(chǎn)線及應(yīng)用任務(wù)五-檢測單元課件

任務(wù)五檢測單元安裝與調(diào)試知識與能力目標(biāo)熟悉檢測單元結(jié)構(gòu)與功能，并正確的安裝與調(diào)整1正確分析檢測單元?dú)鈩踊芈?，并對其進(jìn)行安裝與調(diào)試2熟練掌握電容式接近開關(guān)的安裝與調(diào)試方法3正確分析直線位移傳感器電氣線路，并對其進(jìn)行安裝與調(diào)試4掌握模擬量信號和信息編碼處理的控制程序設(shè)計方法5任務(wù)五檢測單元安裝與調(diào)試子任務(wù)一檢測單元結(jié)構(gòu)與功能分析

子任務(wù)二檢測單元機(jī)械及氣動元件安裝與調(diào)整

子任務(wù)三檢測單元?dú)鈩踊芈贩治?、安裝與調(diào)試

子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試

子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試

子任務(wù)一檢測單元結(jié)構(gòu)與功能分析

檢測單元的主要任務(wù)

將上一單元提供的工件進(jìn)行材料檢測及高度尺寸測量，并根據(jù)檢測與測量結(jié)果將滿足條件的工件通過滑槽到分流下一個工作單元，對于不符合要求的工件在本單元中剔除識別模塊升降模塊測量模塊滑槽模塊CP閥島I/O轉(zhuǎn)接端口模塊過濾減壓閥子任務(wù)一檢測單元結(jié)構(gòu)與功能分析

識別模塊

對工件的顏色和材質(zhì)進(jìn)行識別檢測的部件，主要由電容式接近開關(guān)、電感式接近開關(guān)、漫反射式光電接近開關(guān)及安裝固定支架組成

測量模塊

測量工件的高度尺寸,由直線位移傳感器及變送器、滑臺氣缸、傳感器固定支架等組成

電容式接近開關(guān)電感式接近開關(guān)漫反射光電接近開關(guān)

傳感器固定支架直線位移傳感器滑臺氣缸子任務(wù)一檢測單元結(jié)構(gòu)與功能分析

升降模塊

在豎直方向上運(yùn)送工件,主要由無桿氣缸、直線氣缸、工作平臺、支架以及磁感應(yīng)接近開關(guān)組成

由上滑槽與下滑槽兩個滑槽組成，用于工件分流或者剔除不合格的工件

無桿氣缸

工作平臺支架直線位移傳感器直線氣缸上滑槽下滑槽滑槽模塊子任務(wù)二檢測單元機(jī)械及氣動元件安裝與調(diào)整連接塊平臺側(cè)板直線氣缸無桿氣缸接近開關(guān)1、升降模塊安裝：通過兩連接塊將無桿氣缸安裝固定在垂直升降支架側(cè)面上，將L型工作平臺的側(cè)面固定在無桿氣缸的滑塊上，再將直線氣缸活塞桿套進(jìn)工作平臺的另一側(cè)面安裝孔中，用螺母將缸體前端與工作平臺鎖緊在一起。2、識別模塊的安裝：通過外直角鉸鏈將升降支撐架垂直安裝于鋁合金臺面中部靠左合適位置，將電容式接近開關(guān)、電感式接近開關(guān)、漫反射式接近開關(guān)分別固定到各自的支架上，讓無桿氣缸滑塊連帶工作平臺一起降到最下行程位置，再進(jìn)行三個接近開關(guān)的安裝位置選擇和定位安裝。子任務(wù)二檢測單元機(jī)械機(jī)氣動元件安裝與調(diào)整測量支撐架直線位移傳感器固定連接條測量模塊3、測量模塊安裝:先將測量支撐架通過直角鉸鏈和螺釘垂直固定到升降模塊右前方合適的面板位置上。將直線位移傳感器與連接塊豎直固定連接之后，再定位安裝到滑臺氣缸側(cè)面滑臺上并鎖緊。最后將測量與滑臺整體裝置通過連接板豎直安裝到測量支撐架上4、滑槽模塊安裝：在測量模塊的支撐架上安裝上滑槽，調(diào)整滑槽的位置與傾斜度。適當(dāng)調(diào)整支撐桿的位置，以確保上滑槽與工作平臺不發(fā)生干涉為宜，最后將下滑槽水平安裝在上滑槽正下面的面板上即可子任務(wù)三檢測單元?dú)鈩踊芈贩治?、安裝與調(diào)試無桿氣缸滑臺氣缸雙作用直線氣缸檢測單元?dú)鈩涌刂苹芈吩韴D子任務(wù)三檢測單元機(jī)械機(jī)氣動元件安裝與調(diào)試檢測單元?dú)鈩涌刂苹芈钒惭b連接圖子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試檢測單元中接近開關(guān)電感式接近開關(guān)電容式接近開關(guān)漫反射式光電接近開關(guān)

對金屬物質(zhì)接近其檢測范圍時動作，用于識別金屬與非金屬材質(zhì)工件

對任何物體接近其檢測范圍內(nèi)都能識別，用于檢測判斷工件的有無

對物體接近后反射回光線達(dá)到一定強(qiáng)度時動作，用于其識別黑色和非黑色工件子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試

檢測單元通過此三種類型接近開關(guān)的組合檢測信息，就可識別出紅色金屬、白色尼龍和黑色尼龍工件，其具體的識別檢測結(jié)果信息如下表所示。工件材質(zhì)與顏色接近開關(guān)類型電感式電容式光電式金屬、紅色111尼龍、白色011尼龍、黑色010

本檢測單元的另一任務(wù)是進(jìn)行工件高度尺寸的測量，用于判斷工件尺寸是否合格，此任務(wù)的實(shí)現(xiàn)是依靠直線位移傳感器來進(jìn)行測量工作的，如圖所示為其實(shí)物圖。子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試

該直線位移傳感器實(shí)質(zhì)上是一個導(dǎo)電塑料電位器，其工作時將測量桿的位移變化量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮柚档淖兓浚俎D(zhuǎn)變?yōu)殡娢黄麟妷旱淖兓枯敵?。直線位移傳感器的電氣連接線路為三線制，分別為棕色、紅色、橙色子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試直線位移傳感器輸出電壓信號非常微弱不利于信號的遠(yuǎn)距離傳輸不便于后續(xù)控制器進(jìn)行接口處理因此需配備有一個電壓變送器，用于實(shí)現(xiàn)直線位移傳感器輸出信號的放大處理與傳送。缺點(diǎn)改正

如右圖所示為變送器，其供電電源為DC24V，它的表面上設(shè)置有SPAN和ZERO兩工作旋鈕，分別用于放大系數(shù)的調(diào)整和輸出信號的調(diào)零處理。位移傳感器與變送器的連接原理如下圖所示，圖中7、8為變送器電源和接地接線端口，用于提供工作電源；1、2為變送器信號輸出接線端口，用于連接后續(xù)PLC裝置；3、4、5為信號輸入接線端口，連接位移傳感器的三條電氣引線。子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試

PLC型號具體為S7-200CPU224XPCNDC/DC/DC。該款PLC具有14輸入和10輸出開關(guān)量端口，同時還具有2路模擬量輸入和1路模擬量輸出端口。但是，仍然還缺少1數(shù)字量輸入端口，所以本單元中又另外擴(kuò)展配備有EM223數(shù)字量模塊，它具有8輸入和8輸出數(shù)字量端口，而多余出來的端口為以后檢測單元的工藝流程變動和系統(tǒng)I/O通信功能的擴(kuò)充等時留作備用端口。子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試

如圖所示，由于擴(kuò)展模塊EM223在本次I/O地址分配中只用到了I2.0端口，其上連接有繼電器KM的一個常開觸頭，因此原理圖中沒有體現(xiàn)出來，特此說明。

檢測單元PLCI/O接線原理圖

子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試

連接工件高度尺寸的測量裝置時，先按如下圖分別將直線位移傳感器輸出信號連接到電壓變送器INPUT端，即棕色線接5號接口、紅色線接4號接口、橙色線接3號接口。電壓變送器工作電源7號和8號接線端口分別連接直流24V電源正負(fù)端，變送器輸出1號接線端口（“+”端）和2號接線端口（“-”端）用導(dǎo)線連接到PLC模擬量輸入通道口A+和M端。注意：模擬信號傳輸過程中容易受到外界電磁干擾影響，以上線路連接時需要采用抗干擾能力好的屏蔽導(dǎo)線連接，并做好接線端頭的保護(hù)處理。子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試

接著測試當(dāng)直線位移傳感器檢測探針處于受力的完全縮回狀態(tài)時，傳感器工作于滿行程測量狀態(tài)，同樣用萬用表測量變送器此時的輸出電壓值應(yīng)該為10V，否則需要調(diào)節(jié)變送器上的SPAN旋鈕，實(shí)現(xiàn)輸出信號放大系數(shù)的調(diào)節(jié)。電氣性能調(diào)試：當(dāng)直線位移傳感器檢測探針處于未受力的自由伸出狀態(tài)時，此時用萬用表測量變送器的輸出電壓值應(yīng)該為0V，否則需要用“一”字螺絲刀調(diào)節(jié)變送器上的ZERO旋鈕，實(shí)現(xiàn)輸出信號調(diào)零處理。子任務(wù)四檢測單元電氣系統(tǒng)分析、安裝與調(diào)試

在完成硬件調(diào)試的基礎(chǔ)之上，也可以結(jié)合PLC軟件進(jìn)行測量裝置的調(diào)試。如下圖所示為測試用程序，將其下載到PLC中，運(yùn)行并監(jiān)控測試程序。當(dāng)直線位移傳感器檢測探針自由伸出時，觀察測試程序中的AIW0是否進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，若有采集到數(shù)據(jù)在0上微小變化即可；當(dāng)直線位移傳感器檢測探針完全縮回時，觀察采集到數(shù)據(jù)達(dá)32000以上，則說明模擬量檢測電氣回路安裝連接調(diào)試完成。

子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試針對檢測單元結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，下面給出了其典型的設(shè)備運(yùn)行控制要求與操作運(yùn)行流程。系統(tǒng)上電1按下復(fù)位按鈕，復(fù)位燈熄滅滑臺氣缸帶動直線位移傳感器測量工件高度對高度合格的工件，直線氣缸通過上滑槽分流到下一工作單元對高度不合格的工件，無桿氣缸將工件下放，直線氣缸將工件推到下滑槽中剔除同樣，檢測單元有手動單周期、自動循環(huán)兩種工作模式。無論在哪種工作模式控制任務(wù)中，檢測單元必須處于初始復(fù)位狀態(tài)方可允許啟動按下啟動按鈕，當(dāng)沒有待檢測工件出現(xiàn)時，開始燈繼續(xù)閃爍234567子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試檢測單元的控制工藝流程圖

子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試程序設(shè)計

在檢測單元中，工件的高度數(shù)據(jù)采集利用直線位移傳感器進(jìn)行檢測，首先編寫一個測試程序如下圖所示，將程序下載到PLC中運(yùn)行并監(jiān)控，手動控制電磁閥使無桿氣缸上升到檢測位置，放上合格工件，手動調(diào)節(jié)電磁閥使滑臺氣缸下降，觀察程序中MW5值的變化，記錄最終穩(wěn)定的狀態(tài)值，不合格工件同樣的處理方法，測試程序如下圖所示。

檢測單元的工件材質(zhì)與顏色判斷，當(dāng)工件到位時，漫反射式光電接近開關(guān)動作，即判斷黑白/非黑色工件（I0.1）導(dǎo)通，同時金屬工件檢測（I0.2）無信號，這時工件為白色工件，再將黑白工件的信息存儲在地址V1002.0中，為整條生產(chǎn)線通信的信息傳遞做準(zhǔn)備；當(dāng)電感式接近開關(guān)動作時，即金屬工件檢測（I0.2）導(dǎo)通，工件為金屬工件，將工件信息存儲在地址V1002.1中；金屬工件和白色工件檢測出來，剩下就是黑色工件，如下表所示。傳感器狀態(tài)工件材質(zhì)與顏色存儲地址金屬工件檢測(I0.2)判斷黑色（0）/非黑色（1）工件(I0.1)00黑色、尼龍V1002.001白色、尼龍V1002.011金屬、紅色V1002.1子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試7個子程序組成初始化循環(huán)判斷復(fù)位開始指示燈不合格工件合格工件檢測單元主程序

工件信息和高度檢測子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試首先直接調(diào)用初始化和開始指示燈的子程序，進(jìn)行系統(tǒng)初始化。子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試進(jìn)入步S0.1中，開始指示燈閃爍。子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試

進(jìn)入步S0.3中，調(diào)用工件信息和高度檢測子程序，檢測、存儲工件顏色和材質(zhì)信息，檢測工件的高度，判斷合格和不合格工件。

進(jìn)入步S1.0中，調(diào)用不合格工件子程序，裝置返回并淘汰不合格工件等待下個工件到來，子程序執(zhí)行完成。子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試在工件信息和高度檢測子程序中，實(shí)現(xiàn)了工件信息的檢測。子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試子任務(wù)五檢測單元控制程序設(shè)計與調(diào)試M0.3導(dǎo)通后，復(fù)位無桿氣缸的電磁閥線圈，進(jìn)行直線位移傳感器